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2023屆高考化學抗原檢測高考化學必考點探秘
背景資料：國務院聯防聯控機制綜合組12月8日公布《新冠病毒抗原檢測應用方案》，明確所有人員均可按自主自愿原則，隨時進行自我抗原檢測。
新冠病毒抗原檢測常用的膠體金檢測法是一種定性檢測方法，其中涉及了抗原抗體的特異性反應，即某種抗體專一性的識別結合某種抗原。但抗原抗體的結合人的肉眼并不可見，因此將抗體與膠體金進行偶聯。膠體金是金鹽被還原成金單質后形成的金顆粒懸浮液，通常為紅色，并且在堿性條件下表面帶負電，因此可以與帶正電的物質結合（如新冠病毒抗體），這兩個特性使肉眼無法看見的新冠抗體可以通過膠體金的顏色進行呈現。
新冠病毒抗原檢測板上面分為四個部分。第一部分是樣品孔，第二部分是膠體金納米顆粒與新冠病毒抗體①的偶聯物，第三部分是固定有新冠病毒抗體②的條帶（標記為T，即Test，檢測線），第四部分固定的是能特異性結合新冠病毒抗體的另一種抗體（標記為C，即Control，質控線）。
T線顯色的原理：
加樣后，樣品向前流動，抵達第二部分時，若樣品中含有新冠抗原，膠體金偶聯的新冠病毒抗體①會識別并結合新冠抗原，樣品繼續向前流動，到達T線時，T線的新冠病毒抗體②也會結合新冠抗原。即形成“T線抗體②—待測抗原—膠體金偶聯抗體①”的三元復合物，大量的膠體金在此處固定，顯示出紅色條帶，判斷為陽性。如果樣品中沒有新冠抗原時，T線的新冠抗體是無法抓住膠體金偶聯抗體的，T線不顯色，并判斷為陰性。
C線顯色的原理：
樣品向前流動帶動膠體金顆粒向前移動，過量的膠體金顆粒到達C線后，其偶聯的新冠病毒抗體①與C線的抗體結合，大量積聚后顯色紅色。若C線出無紅色條帶，說明抗原檢測板質量出現問題，檢測結果不可信。
“抗原檢測”檢測的是什么？
病毒就像一顆包裹著橡皮糖夾心的什錦軟糖。
“橡皮糖夾心”位于病毒體的中心，主要成分為核酸（ssRNA），為病毒的復制、遺傳和變異提供遺傳信息。外層的“軟糖”是病毒體的蛋白質外殼，稱“核衣殼”（N），可保護病毒核酸免受外界因素的破壞，并能介導病毒進入宿主細胞。而入口之前，“軟糖”外包裹的一層“糖衣”便可以理解為病毒體的包膜，它是包繞在病毒核衣殼外面的雙層膜。
新型冠狀病毒的這層“糖衣”異常絢麗，其膜上有刺突糖蛋白（S）、包膜蛋白（E）和膜蛋白（M）。在這些結構蛋白中，N蛋白在不同SARS-CoV-2病毒株系中高度保守，且具有良好的免疫原性，為病毒侵染細胞后表達量最高的結構蛋白，是良好的檢測生物標志物。目前，新型冠狀病毒抗原檢測一般以檢測N蛋白為主。
新冠病毒抗原檢測原理
假設這是一份存在新冠病毒特定抗原（N蛋白）的口咽/鼻咽拭子，經拭子處理液的釋放洗脫后，N蛋白隨著處理液被滴入樣品孔。
待測樣本在紙纖維所形成的毛細力拉動下，從試紙的一端流向另外一端。在此過程中，N蛋白將經歷三道關卡。
備注：第一關卡：金標抗體（金標記2019-nCoV抗體）；第二關卡：T線抗體（2019-nCoV抗體）；第三關卡：C線抗體（“金標記2019-nCoV抗體”二抗）。
樣本在毛細管作用下沿著檢測卡加樣孔端向前移動，如果樣本中含有新型冠狀病毒抗原，抗原將結合膠體金標記的新冠 N 蛋白抗體 MAb1，形成新冠病毒抗原-膠體金標記抗體復合物，復合物隨樣本繼續遷移到硝酸纖維素膜上，被固定在硝酸纖維素膜上的另一個新冠 N 蛋白抗體 MAb2 抗體捕獲，形成紫紅色的檢測線（T 線），顯示新型冠狀病毒抗原陽性；如果檢測線（T 線）不顯色，則表示新型冠狀病毒抗原陰性。檢測卡中還包含一條質控線 C 線，無論樣本中是否含有相應的待測物，紫紅色的質控線（C 線）都會出現，用于判讀層析過程是否正常。
質控: 用于判斷是否有足夠樣本，層析過程是否正常，金標新冠抗體隨液體層析到質控區(C)時被羊抗鼠新冠抗體捕捉形成金標新冠抗體-抗新冠抗體復合物，在質控區(C)形成紅色條帶。
1、膠體金
膠體金即膠體納米金，是由氯金酸(HAuCl4)在還原劑（如白磷、抗壞血酸、枸櫞酸鈉、鞣酸等）作用下，聚合成一定大小的金顆粒，在靜電的作用下成為穩定的膠體狀態，形成帶負電的疏水膠溶液。
考點
膠體金標記主要包括三種作用力，即靜電作用、疏水作用及金硫鍵。膠體金在弱堿環境下帶負電荷，可與蛋白質分子的正電荷基團形成牢固的結合。由于這種結合是靜電結合，所以不影響蛋白質的生物特性。
2、乳膠微球
乳膠法是以彩色乳膠微球作為載體的間接凝集試驗。吸附可溶性抗原在其表面，特異性抗體與之結合后，產生凝集反應。目前，常用的免疫層析用彩色微球多為采用內部包埋法制備而得，染料處于微球內部，不易泄露，有比較穩定的形態結構。
用于免疫層析產品中的彩色乳膠微球的粒徑比膠體金顆粒大（彩色乳膠微球粒徑在200nm-400nm，膠體金粒徑在20-40nm），相對靈敏度更高。
乳膠微球的顏色鮮艷，并且能夠包被氨基、羧基、硫基等多種官能團，因此，既可以通過化學反應形成共價鍵的形式偶聯抗體也可以通過吸附的方式偶聯抗體（膠體金僅可通過吸附的方式偶聯抗體）。對于含有多個硫原子類的分子，用乳膠微球的標記效果更好。
膠體金法和乳膠法的操作流程基本類似，以雙抗夾心法為例：
雙抗夾心法演示
3、熒光微球
熒光微球是指將熒光物質，比如熒光素，通過物理和化學等方法標記在粒子的表面或包埋在微球內部，一般為球形，直徑在納米到微米之間，受到激發光的激發可發出肉眼可見的熒光。
熒光微球形狀和大小相對穩定，粒徑均勻、單分散性好、發光效率高、重復性好，與生物體之間相互作用后產生的各種反應好，吸附性強、比表面積大、表面反應能力強和凝集作用大等。基本不受外界環境的影響，熒光物質的光學穩定性較好，需要通過免疫熒光分析儀讀取熒光強度大小。熒光微球發射出來的熒光信號持續強而穩定，易于用儀器檢測其熒光信號。
熒光免疫層析就是利用熒光微球表面修飾的功能基團（如羧基）與抗原或抗體等共價結合，通過熒光物質發出穩定而強的熒光信號從而進行定量檢測。
總體來說，這3種免疫層析的標記物各有千秋。膠體金法和乳膠法的特點在于不需使用特殊儀器，肉眼即可判斷，并且操作簡便、檢測時間短，其中乳膠法的顯色能力更強，結果顯示更直觀。熒光免疫層析法相較于膠體金法、乳膠法而言靈敏度更高，但在使用的時候均需要配套的熒光檢測器，目前沒有居家使用型，儀器價格高。另外，熒光微球的成本較之于膠體金、乳膠高，可及性偏差。
例1、制備膠體金常用的還原劑有
A 枸櫞酸鈉 B 鞣酸
C 維生素C D 硫酸亞鐵
答案：ABC
例2、有關膠乳凝集試驗敘述不正確的是
A.所有載體為聚苯乙烯膠乳
B.膠乳顆粒吸附IgG或抗原
C.是間接凝集反應
D.是直接凝集反應
答案：D

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